KR20180057162A - 면적차에 의해 연속 작동되는 피스톤과 절환 밸브가 내장된 선형 유체 펌프 - Google Patents

면적차에 의해 연속 작동되는 피스톤과 절환 밸브가 내장된 선형 유체 펌프 Download PDF

Info

Publication number
KR20180057162A
KR20180057162A KR1020160155475A KR20160155475A KR20180057162A KR 20180057162 A KR20180057162 A KR 20180057162A KR 1020160155475 A KR1020160155475 A KR 1020160155475A KR 20160155475 A KR20160155475 A KR 20160155475A KR 20180057162 A KR20180057162 A KR 20180057162A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
piston
pressure
primary
housing
valve
Prior art date
Application number
KR1020160155475A
Other languages
English (en)
Inventor
전재필
전익석
Original Assignee
맥스엔지니어링(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 맥스엔지니어링(주) filed Critical 맥스엔지니어링(주)
Priority to KR1020160155475A priority Critical patent/KR20180057162A/ko
Publication of KR20180057162A publication Critical patent/KR20180057162A/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B9/00Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members
    • F04B9/08Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid
    • F04B9/10Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid
    • F04B9/103Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid having only one pumping chamber
    • F04B9/105Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid having only one pumping chamber reciprocating movement of the pumping member being obtained by a double-acting liquid motor
    • F04B9/1056Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid having only one pumping chamber reciprocating movement of the pumping member being obtained by a double-acting liquid motor with fluid-actuated inlet or outlet valve
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B3/00Machines or pumps with pistons coacting within one cylinder, e.g. multi-stage
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B9/00Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members
    • F04B9/08Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid
    • F04B9/10Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid
    • F04B9/103Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid having only one pumping chamber
    • F04B9/107Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being fluid the fluid being liquid having only one pumping chamber rectilinear movement of the pumping member in the working direction being obtained by a single-acting liquid motor, e.g. actuated in the other direction by gravity or a spring

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

본 발명은 연속적으로 공급되는 1차 유체의 압력을 이용해 1차 피스톤(201)과 2차 피스톤(221, 222, 223 또는 224)의 단면적비만큼 가압된 2차 유체의 연속적인 토출을 달성하는 선형 유체 펌프의 구조에 관한 것으로,
더욱 상세하게는 좌우 단면적에 차이에 의해 진행 방향이 결정되는 1차 피스톤(201) 및 동일한 원리의 절환 밸브 조립체(100)가 1차 피스톤 내부(201)에 위치됨에 따라 구조가 간단하고 기계적 충격이 없이 작동되는 효과를 제공하게 되고, 동일한 입력측 1차 피스톤(201)에 여러 면적비를 달리한 출력측 2차 피스톤(221, 222, 223 또는 224)을 적용 할 수 있어 증압 기능 뿐만 아니라, 등압 유체 펌프, 감압 증량 유체 펌프 및 요동의 기능을 가진 장치로도 활용하는데 그 목적이 있다.

Description

면적차에 의해 연속 작동되는 피스톤과 절환 밸브가 내장된 선형 유체 펌프 {Linear fluid pump with differential area piston and built-in valve}
본 발명은 유입된 유체의 압력을 입력측 1차 피스톤과 출력측 2차 피스톤의 면적비에 따라 2차측 유체를 증압(增壓), 등압(等壓) 또는 감압(減壓)시켜 연속 토출시키는 선형 펌프 (reciprocating linear pump)에 관한 것이다. 더 상세하게는 면적 차에 의해 빠른 응답 시간으로 충격 없이 자동으로 작동되는 1차 피스톤과 구조를 간단하게 하기 위해 1차 피스톤 내부에 내장된 면적 차에 의해 작동하는 절환 밸브의 구조 및 그 응용 분야에 관한 것이며, 가장 대표적인 응용 분야는 증압기(intensifier 또는 booster) 시스템이다.
관련 선행 기술의 가장 대표적인 응용 분야는 출력측 피스톤 단면적이 입력측 피스톤 단면적보다 항상 작은 증압기(intensifier 또는 booster)이다.
종래 기술 중 특허 10-0435618의 도1a와 같이 고압 플런저(1a-113)가 증압 피스톤(1a-112) 내부에 위치하고 증압 밸브(1a-105)가 외장형으로 배치된 구조이고, 증압 피스톤과(1a-112) 고압 플런저(1a-113) 단면적 비에 의해 증압비가 결정되며 증압된 토출 유체는 배관(a)를 통해 작업 실린더의 피스톤(1a-117)을 미는 구조이다.
종래 기술 중 실용신안 20-0266015의 도1b와 같이 절환 밸브(1b-300)가 증압 피스톤(1b-200) 내부에 위치되어 있고, 절환 밸브의 움직임에 따라 형성되는 유로의 방향에 따라 증압 피스톤의 진행 방향이 결정되며, 증압 피스톤(1b-200)과 고압 플런저(1b-400) 단면적 차이 대 고압 플런저 단면적 비에 의해 증압비가 결정된다.
특허 10-0435618 2004. 6. 2, 3쪽, 9-37줄, 도면2 실용신안 20-0266015 2002. 2. 15, 4쪽, 1-10줄, 도면2
관련 선행 기술의 가장 대표적인 응용 분야는 출력측 피스톤 단면적이 입력측 피스톤 단면적보다 작게 하여 단면적비 만큼 증압된 2차 유체를 연속적으로 토출하는 증압기다.
종래 기술 중 특허 특허 10-0435618의 경우 도1a과 같이 증압 밸브(1a-105)가 외장형으로 구조가 복잡하여 생산 원가가 높고 유지 보수가 힘들다는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 고압 플러저(1a-113)와 증압피스톤(1a-112)이 행정 말단까지 진행 한 후에 행정 방향이 바뀌는 구조이므로 장치에 충격이 가해지는 단점도 있다.
종래 기술 중 실용신안 20-0266015 의 경우 도1b와 같이 절환 밸브(1b-100)가 증압 피스톤(1b-200) 내부에 위치되어 구조는 간단하나, 증압 피스톤이 행정 말단까지 진행한 후에 진행 방향이 바뀌는 과정에서 충격이 가해지고, 이에 따라 응답 속도가 느려지는 단점이 있다.
또한, 종래의 사용 되는 장치들은 그 구조상 증압 피스톤(이하 1차 피스톤)의 직경이 고압 플런저(이하 2차 피스톤)보다 항상 커야 하기 때문에 오직 증압기(pressure intensifier)에만 활용될 수 있다.
본 발명은 좌우 단면적에 차이에 의해서 진행 방향이 결정되는 1차 피스톤 및 동일한 원리의 절환 밸브를 1차 피스톤 내부에 위치됨에 따라 구조가 간단하고 충격이 없이 작동되는 효과를 제공하게 된다.
또한, 동일한 입력측 1차 피스톤에 여러 크기의 직경을 가진, 즉 면적비를 달리한 출력측 2차 피스톤을 적용 할 수 있어 증압 기능 뿐만 아니라, 등압 유체 펌프 및 감압 증량 유체 펌프의 기능을 가진 장치로도 활용할 수 있다.
본 발명은 1차 피스톤이 좌우 단면적에 차이에 의해서 방향이 전환되기 때문에 기계적 충격이 없고 응답이 빠르며, 절환 밸브가 1차 피스톤 내부에 위치하기 때문에 구조가 간단하다. 따라서, 충격이 없고 간단한 구조이기 때문에 생산 원가가 낮아지고 유지 보수 비용이 절감되는 효과가 있다.
또한, 다양한 크기의 2차 피스톤과 하우징의 조합으로 입력측 1차 피스톤 면적보다 작은 2차 피스톤 뿐만 아니라 동일하거나 더 큰 2차 피스톤을 적용하는 등 면적비를 다양하게 할 수 있다. 따라서, 증압 기능 뿐만 아니라, 등압 유체 펌프 및 감압 증량 유체 펌프의 기능을 가진 장치로도 활용할 수 있다.
도1a: 관련 선행 기술에 의한 장치 단면도
도1b: 관련 선행 기술에 의한 장치 단면도
도2: 본 발명에 의한 선형 펌프에서 복동 피스톤 조립체가 우측으로 진행할 때의 작동 상태를 나타내는 단면도
도2a: 각 부품에 압력이 적용하는 면적을 비교할 수 있는 도2의 측면도
도2b: 도2의 절환 밸브의 구조를 나타낸 확대 단면도
도2c: 도2의 1차 피스톤의 구조를 나타낸 확대 단면도
도3: 본 발명에 의한 선형 펌프에서 복동 피스톤 조립체가 우측 행정 말단까지 이동 한 후 절환 밸브가 우측으로 이동한 상태를 나타내는 단면도
도3a: 본 발명에 의한 선형 펌프에서 복동 피스톤 조립체가 좌측으로 이동하는 상태를 나타내는 단면도
도3b: 본 발명에 의한 선형 펌프에서 복동 피스톤 조립체가 좌측 행정 말단까지 이동한 후 절환 밸브가 좌측으로 이동한 상태를 나타내는 단면도
도4: 본 발명에 의한 선형 펌프의 복동 구조에서 2차 피스톤의 압력 면적을 1차 피스톤의 순(純, Net) 압력 면적과 동일하게 구성하여 정압 정량 펌프의 기능을 할 수 있게 한 구조를 나타내는 단면도
도4a: 정압 조합에서의 2차 피스톤의 압력 면적
도5: 본 발명에 의한 선형 펌프의 복동식 구조에서 2차 피스톤의 압력 면적을 1차 피스톤의 순 압력 면적 보다 작게 구성하여 감압 및 증량 펌프의 기능을 할 수 있게 한 구조를 나타내는 단면도
도5a: 감압 조합에서의 2차 피스톤의 압력 면적
도6: 본 발명에 의한 선형 펌프에서 2차 피스톤을 1개만 사용한 단동 피스톤 구조에서 2차 피스톤이 우측으로 진행할 때의 작동 상태를 나타내는 단면도
도6a: 단동 조합에서의 2차 피스톤과 1차 피스톤 순압력 면적을 비교할 수 있는 도6의 측면도
도6b: 본 발명에 의한 선형 펌프에서 단동 2차 피스톤 구조에서 2차 피스톤이 좌측 말단에 위치해 절환 밸브가 좌측으로 이동한 후의 상태를 나타내는 단면도
도7: 본 발명에 의한 선형 펌프를 작업용 유체 실린더가 요동할 수 있도록 유로를 배치한 구조에서 피스톤 조립체가 우측으로 진행하며 작업 실린더를 인입시키는 상태를 나타내는 단면도
도7a: 본 발명에 의한 선형 펌프를 작업용 유체 실린더가 요동할 수 있도록 유로를 배치한 구조에서 피스톤 조립체가 좌측으로 진행하는 상태를 나타내는 단면도.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도2, 도4, 도5에서 보듯이, 본 발명의 구조는 복동(複動, double acting)식의 경우 크게 나누어 절환 밸브 조립체, 피스톤 조립체 및 하우징 조립체로 구성되어 있다.
장구형 절환 밸브 조립체(100)는 밸브 포핏(110) 및 밸브 스풀(120)으로 구성되어 있고, 원통형 피스톤 조립체(210, 220 또는230)는 1차 피스톤(201), 2차 피스톤(221, 222, 223) 및 밸브 가이드(202)로 구성되어 있고, 하우징 조립체(310, 320 또는 330)는 1차 피스톤 하우징(301) 및 2차 피스톤 하우징(321, 322, 323) 로 구성되어 있다.
도6과 같은 단동식(單動, single acting) 구조의 경우 피스톤 조립체(100)는 좌측 1차 피스톤 대신 플러그(225)가 조립되고 체크 밸브(342)를 조립할 수 있는 2차 피스톤(224)으로 구성되어 있다. 단동식 하우징 조립체(340)의 경우 복동식과 동일한 1차 피스톤 하우징(301)을 사용하나, 유로가 형성되지 않은 하우징 커버(325) 및 체크 밸브(341, 342)를 조립할 필요가 없는 2차 피스톤 하우징(324)로 구성되어 있다.
도2는 피스톤 조립체(210)가 우측으로 진행하며 우측 2차 피스톤 압력실(C21)에 있는 유체를 가압하는 상태를 도시하고 있다. 도2b는 절환 밸브 조립체(100)의 확대 단면도이고, 도 2c는 1차 피스톤(201)의 확대 단면도이다.
1차 입력 포트(V31)을 통해 유입된 1차 유체는 1차 피스톤 중앙 압력실(C12)을 가압함과 동시에 방사형 유로(H11)로 유입되어 절환 밸브 조립체(100)를 통해 1차 피스톤 좌 압력실(C11)을 가압한다. 이 때 1차 피스톤(201)의 우행정 가압 면적(A11)과 좌행정 가압 면적(A12)의 차이인 순 면적(A13)에 비례하는 힘 (F=P31*A13, F는 힘, P31은 1차 유체의 압력, A13은 피스톤의 순 단면적)이 우측으로 가해진다. 이 때, 우 압력실(C13)의 유체는 1차 출력 포트(V32)를 통해 유압 탱크 또는 대기와 연결되는 있어 이 낮은 압력(P32)은 0에 가까워 무시할 수 있으므로 좌측방향으로 가해지는 힘은 없다고 볼 수 있다. 피스톤 조립체를 통해 전달된 이 힘은 2차 피스톤(221)의 피스톤 면적(A21)에 상당하는(P21=F/A21) 압력을 생성하게 되고, 가압된 유체는 출력 체크 밸브(342)를 개방 해 우측 2차 출력 포트(V36)로 배출된다. 이 때, 압력비(k=A13/A21)는 1차 피스톤 순 면적(A13)과 2차 피스톤(221)의 면적(A21) 비율에 따라 결정되며, k>1인 경우 증압기(intensifier 또는 booster)의 기능을 수행하게 된다. 이와 동시에, 좌측 입력 체크 밸브(341)가 열려 좌측 2차 피스톤 압력실(C21)에 유체가 충진된다. 이 동작 상태에서, 절환 밸브 스풀(120)의 시트(L12)가 1차 피스톤의 우측 시트(L21)에 항상 밀착되어 중앙 압력실(C12)과 우 압력실(C13) 간의 유체의 흐름을 차단하는 상태로 유지되는 데, 이는 절환 밸브 조립체(100)를 좌측으로 밀도록 작용하는 면적의 합(A02+A04+A05)이 우측으로 밀도록 작용하는 면적의 합(A01+A03)보다 크기 때문이다.
피스톤 조립체의 우행정 말단에서는 절환 밸브(100)가 우측으로 이동하게 되는데 이는 도3에서 도시하고 있다. 절환 밸브(100)가 피스톤 조립체(210)가 우측으로 진행하다 1차 피스톤 파일럿 유로(H13)가 1차 하우징(301)의 우행정 결정점(L32)을 지나는 순간, 절환 밸브 스풀 파일럿 면적(A05)에 가해졌던 일정 압력이 0에 가깝게 떨어지게 된다. 이 때, 우측으로 밀도록 작용하는 면적의 합이 좌측으로 밀도록 작용하는 면적의 합보다 커져 절환 밸브 조립체(100)를 우측으로 밀게 되고, 절환 밸브 포핏(110)의 시트(L11)가 1차 피스톤(201)의 좌측 시트부 (L22)에 밀착하여 중앙 압력실(C12)과 좌 압력실(C11) 간의 유체의 흐름을 차단하게 된다. 이 상태에서의 피스톤 조립체(210)의 위치는, 도3에서 도시하고 있듯이, 1차 피스톤이나 2차 피스톤 압력면 모두 하우징에 직접 접촉이 없는 상태로써 하우징에 직접 충격을 주지 않는 상태이다.
도3a에서 도시 하듯이, 절환 밸브 조립체(100)가 우측 말단에 안착된 상태에서는 1차 입력측 압력(P31)은 1차 피스톤 우측 가압면(A12)에 작용하여 피스톤 조립체(210)가 좌측으로 진행하게 된다. 이는 좌 압력실(C11)내의 유체가 절환 밸브 조립체(100)를 지나 1차 피스톤 우실 유로(H15)를 통해 빠져 나가므로, 1차 피스톤 좌측 가압면(A11)에 작용하는 압력은 중앙 압력실(C12) 및 1차 출력 작동압(P32)과 동일한 0에 가까운 저압이 되기 때문이다. 이 때 우측 가압 면적(A12)은 좌측 순 가압 면적(A13=A11-A12)과 동일 하므로 좌행정과 우행정 2차 유체 토출량도 동일해 진다. 피스톤 조립체(210) 구성품인 밸브 가이드(202) 및 밸브 가이드 씰(430)은 절환 밸브 조립체(100)가 원활히 움직일 수 있도록 한다. 이 작동 상태에서 우측 입력 체크 밸브(341)를 통해 2차 유체가 충진되고, 좌측 출력 체크 밸브(342)를 통해 일정 압력(P21=F/A21)으로 가압된 2차 유체가 토출된다.
도3b에서 도시하듯이, 피스톤 조립체(210)의 파일럿 유로(H13)가 좌행정 결정점(L31)을 지나는 순간 중앙 압력실(C12)의 압력과 파일럿 유로(H13)의 압력이 동일해져, 절환 밸브 조립체(100)에 가해지는 모든 압력이 동일해 지고, 압력면의 차이에 의해 이동 방향이 결정되게 되며, 이 경우 좌측으로 이동해 절환 밸브 스플(120)의 시트(L12)가 1차 피스톤의 우측 시트(L21)에 밀착하게 되며 이 위치를 계속 유지하게 된다. 이 때 형성된 유로에 의해, 도2에서 도시하듯이, 1차 피스톤(201)에 가해지는 순 힘(F=P31*A13, P는 1차 입력측 압력 P31이고 A13은 1차 피스톤 순 가압면적)이 피스톤 조립체(210)가 우측으로 진행하도록 한다.
도4는 2차 피스톤(222)의 가압 단면적(A22)이 1차 피스톤(201)의 순 단면적(A13 또는 A12)과 동일하게 조합된 예를 도시한 것이다. 이 조합은 도2, 도3의 2차 피스톤(221)과 직경이 다른 2차 피스톤(222)을 사용하고 이에 따라 크기가 변경된 2차 피스톤 하우징(322) 및 씰(422)이 사용된 구성이다. 이 경우는, 1차 입력 유체의 압력(P31) 및 유량과 1차 출력 유체의 압력(P22) 및 유량이 동일하게 되는 등압(等壓) 펌프 기능을 수행하게 된다.
도5 는 도2, 도3, 도4의 2차 피스톤(221, 222)과 직경이 또 다른 2차 피스톤(223)을 구성한 것으로써 가압 단면적(A23)이 1차 피스톤(201)의 순 단면적(A13 또는 A12) 보다 크게 되도록 조합된 예를 도시한 것이다. 주어진 일정 동력에서 압력과 유량은 반비례 (KW=P*Q/612, KW는 동력, P는 압력 그리고 Q는 유량) 하므로, 단면적 비(k=A13/A23) 만큼 압력이 강하하고, 압력이 강하된 비율 만큼 2차 출력측 유량은 상승한다.
도2, 도3, 도4 및 도5에서 도시한 바와 같이 피스톤 조립체의 구성은 좌행정 및 우행정 모두 가압된 2차 유체를 토출할 수 있는 구조로 싸이클(cycle) 당 왕복 행정을 달성하므로 맥동(脈動)이 최소화 되고 행정당 출력 유량이 최대화 되지만, 높은 증압 비율을 달성하기 위해서 1차 피스톤(201)을 키워야 하며 이에 따라 부품의 크기가 커지는 단점이 있으므로 이를 극복하기 위한 방법으로 도 6에서 도시한 바와 같이 복동식 좌측 2차 피스톤 대신 플러그(225)를 장착하고, 복동용 우측 2차 피스톤 대신 체크 밸브(342)를 삽입할 수 있는 단동용 2차 피스톤(224)을 구성할 수 있다. 이에 따라, 복동용 구조에 사용되던 복동용 2차 피스톤 하우징도 좌측에는 단동용 하우징 커버 (325) 및 우측에는 단동용 2차 피스톤 하우징(324)으로 대체 된다. 이 조합에서의 단면적 비(k=A25/A22) 로써 1차 피스톤을 키우지 않고도 높은 증압비를 구현할 수 있다.
도6은 2차 피스톤이 우행정을 하며 1차 피스톤 및 하우징(325) 단면적(A25)에 가압된 압력이 단면적 비 만큼 2차 유체를 가압하는 유효 행정을 도시한 것이고,
도6b는 절환 밸브 조립체(100)에 가압되는 단면적의 차에 의해 우측으로 안착된 후 피스톤 조립체(240)가 좌측으로 이동하는 복귀 행정을 도시한 것이다. 이 때 단동용 2차 피스톤(224)에 삽입된 출력 체크 밸브(342)가 열려 2차 피스톤(224)에 형성된 유로(H21)을 통해 단동 하우징 2차 입출력 포트(V37)를 통해 토출되게 된다.
도7, 도7b는 본 발명 중 복동식 등압용 조립체에 있어서 하우징(326)의 2차 유체 입출력 포트(V38, V39)와 작업 실린더(600)의 인입 및 인출 포트(V61, V62)간의 연결을 재 구성하여 작업 실린더(600)의 로드면(A61)과 베이스면(A62)에 2차 유체가 반복적으로 가압 될 수 있게 하여 작업 실린더가 요동할 수 있게 구성한 배관도를 나타낸 것이다.
도7에서 도시한 바와 같이 피스톤 조립체(220)의 우행정 작업시에는 실린더 로드면(A61)을 가압하게 되어 실린더가 인입되며 이와 동시에 베이스면(A62)측 유체는 좌측 체크 밸브(341)가 열리면서 하우징(326) 좌측 포트(V38)를 통해 좌측 압력실(C21)을 충전하게 된다. 이 때, 작업 실린더에 외력이 가해져 유입되는 유량과 유출되는 유량이 달라지는 경우 입력 체크 밸브(341)가 열려 유량의 차이 만큼을 충진해 좌측 압력실이 공동화(空洞化, cavitation) 되는 현상을 막는다.
도 7b는 피스톤 조립체가 좌측으로 이동하면서 작업 실린더(600)를 인출하는 상태를 나타낸 것이며, 이 상태에서는 하우징 좌측 체크 밸브(341)은 닫히고, 우측 포트(V63)가 열려 우측 압력실(C21)을 충전하게 된다. 요동 선속도 및 사이클 (초당 요동수)은 입력 유량에 따라 결정된다.
2차 피스톤의 단면적(A21)이 1차 피스톤의 순 단면적보다 작게 구성하는 증압 구성의 경우 큰 힘이 필요한 작업용 실린더의 증압기에 응용될 수 있으며,
2차 피스톤의 단면적(A22)이 1차 피스톤의 순 단면적과 동일한 등압 구성의 경우 물 또는 슬러지(sludge) 이송용 펌프로 사용될 수 있다.
또한, 2차 피스톤의 단면적(A23)이 1차 피스톤의 순 단면적보다 큰 경우 큰 유량이 필요한 고속 작업 실린더에 사용될 수 있다.
도7처럼 2차 유체 입력 및 출력 포트를 재 구성하는 경우에는 작업 실린더 로드가 요동(搖動, reciprocating) 작업을 하는 충격식 파쇄기 또는 다짐용 작업기 등에 사용될 수 있다.
A05: 절환 밸브 스풀 파일럿 면적
A11: 1차 피스톤 우행정 가압 면적
A12: 1차 피스톤 좌행정 가압 면적
A13: 1차 피스톤 순 면적
A21: 복동식 증압용 2차 피스톤 순 면적
A22: 복동식 등압용 2차 피스톤 순 면적
A23: 복동식 감압/증량용 2차 피스톤 순 면적
A24: 단동식 증압용 2차 피스톤 순 면적
A25: 단동식 증압용 1차 피스톤 순 면적
H13: 1차 피스톤 파일럿 유로
C11: 1차 피스톤 좌 압력실
C12: 1차 피스톤 중앙 압력실
C13: 1차 피스톤 우 압력실
C21: 복동식 구조의 2차 피스톤 압력실
C22: 단동식 구조의 1차 피스톤 압력실
P31: 1차 입력 압력
P32: 1차 출력 압력
V31: 1차 입력 포트
V32: 1차 출력 포트
V33: 좌측 2차 입력 포트
V34: 좌측 2차 출력 포트
V35: 우측 2차 입력 포트
V36: 우측 2차 출력 포트
V37: 단동식 2차 입출력 포트
V38: 요동식 2차 좌측 입출력 포트
V39: 요동식 2차 우측 입출력 포트
L11: 밸브 포핏(poppet) 시트
L12: 밸브 스풀(spool) 시트
L20: 1차 피스톤 접촉부
L21: 1차 피스톤 우측 시트
L22: 1차 피스톤 좌측 시트
L30: 1차 피스톤 하우징 행정 결정부
100: 절환 밸브 조립체
110: 밸브 포핏(poppet)
120: 밸브 스풀(spool)
201: 1차 피스톤
202: 밸브 가이드
210: 복동식 증압용 피스톤 조립체
220: 복동식 등압용 피스톤 조립체
230: 복동식 감압/증량용 피스톤 조립체
240: 단동식 증압용 피스톤 조립체
301: 1차 피스톤 하우징
310: 복동식 증압용 하우징 조립체
320: 복동식 등압용 하우징 조립체
330: 복동식 감압/증량용 하우징 조립체
340: 단동식 증압용 하우징 조립체
341: 입력 체크 밸브
342: 출력 체크 밸브
360: 요동 작업용 하우징 조립체
600: 작업 실린더

Claims (8)

  1. 연속적으로 공급되는 1차 유체의 압력을 이용해 1차 피스톤과 2차 피스톤의 단면적비만큼 가압된 2차 유체의 연속적인 토출을 좌행정 및 우행정 시 달성하는 복동식 선형 유체 펌프의 구조에 있어서,

    밸브 포핏(110) 와 밸브 스풀(120)로 구성된 절환 밸브 조립체(100) ; 1차 피스톤(201), 다양한 1차 2차 단면적 비를 구성할 수 있도록 나사식으로 결합된 2차 피스톤(221, 222 또는 223) 및 밸브 가이드(202)로 구성된 피스톤 조립체(210, 220 또는 230) ; 1차 피스톤 하우징(301), 2차 피스톤(221, 222 또는 223)의 외경 크기에 따라 내경 크기를 달리하는 2차 피스톤 하우징(321, 322 또는323), 2차 유체 입력 체크 밸브(341) 및 2차 유체 출력 체크 밸브(342)로 구성된 하우징 조립체(310, 320 또는 330)를 구비하는 것을 특징으로 하는 복동식 선형 유체 펌프.
  2. 제 1항에 있어서, 원통형 1차 피스톤(201)의 내경부에 위치하며, 양쪽에 동일한 압력이 가해질 때 좌측으로 이동할 수 있고, 절환 밸브 스풀 파일럿 면적(A05)에만 적용되는 압력이 좌측으로 가해지는 압력보다 낮을 때 우측으로 이동할 수 있도록 한 장구형의 절환 밸브 조립체(100)를 구비하는 것을 특징으로 하는 복동식 선형 유체 펌프.
  3. 제 1항에 있어서, 피스톤의 좌행정 가압 면적(A12)이 우행정 가압 면적(A11)과 좌행정 가압 면적(A12) 차이인 순 가압 면적(A13)을 동일하게 하여 좌행정 및 우행정 힘을 동일하게 하는 면적비를 가지고; 좌실 유로(H12)가 좌측으로 개방되어 있고; 우실 유로(H15)가 우측으로 개방되어 있고; 위치에 따라 하우징 행정 결정면(L30) 좌우로 중앙 압력실(C12) 및 우 압력실(C13)과 연결될 수 있도록 하우징 측으로 개방된 파일럿 유로(H13)가 있고; 이 파일럿 유로(H13)가 좌실 유로(H12)와 개방된 구조의 1차 피스톤(201)을 구비하는 것을 특징으로 하는 복동식 선형 유체 펌프.
  4. 제 1항에 있어서, 1차 피스톤(201) 및 밸브 가이드(202)를 공용으로 사용하면서 2차 피스톤의 크기를 달리함에 따라 쉽게 단면적 비를 변경하게 할 수 있도록 나사식으로 결합할 수 있는 피스톤 조립체 (210, 220 또는 230)를 구비하는 것을 특징으로 하는 복동식 선형 유체 펌프.
  5. 제 1항에 있어서, 1차 피스톤 하우징 내경와 접촉하는 1차 피스톤 접촉부 중앙에 가공된 파일럿 유로(H13)의 위치에 의해 행정의 크기가 결정되는 행정 결정부(L30)가 가공된 1차 피스톤 하우징(301)과 ; 2차 피스톤의 크기에 따라 별도 조합 구성되며 입력 체크 밸브(341) 및 출력 제크 밸브(342)를 삽입할 수 있는 2차 피스톤 하우징으로 구성된 하우징 조립체(310, 320 또는 330)를 구비하는 것을 특징으로 하는 복동식 선형 유체 펌프.
  6. 연속적으로 공급되는 1차 유체의 압력과 1차 피스톤과 2차 피스톤의 단면적비를 이용하여 절환밸브를 작동시키는 파일럿 유로를 가진 피스톤 조립체를 통하여 가압(加壓)된 2차 유체의 연속적인 토출을 우행정 시에만 달성하는 단동식 선형 펌프의 구조에 있어서,

    밸브 포핏(110) 와 밸브 스풀(120)로 구성된 절환 밸브 조립체(100) ; 1차 피스톤(201), 출력 체크 밸브(342)를 조립할 수 있도록 구성된 2차 피스톤(224), 밸브 가이드(202) 및 2차 피스톤 플러그(225)으로 구성된 피스톤 조립체(240); 복동식과 공용으로 사용할 수 있는 1차 피스톤 하우징(301), 1차 피스톤에 나사식 또는 볼트로 연결된 하나의 유로만 가진 단동용 2차 피스톤 하우징(324) 및 1차 피스톤의 좌측에 조립되어 좌 압력실(C22)을 형성하는 유로가 없는 단동식 2차 피스톤 하우징(325)으로 구성된 하우징 조립체 (340)를 구비하는 것을 특징으로 하는 단동식 선형 유체 펌프.
  7. 제 6항에 있어서, 1차 피스톤 하우징(301)의 및 1차 피스톤(201)의 크기를 키우지 않고 좌측 압력실(C22)에 작용하는 면적을 1차 피스톤 전체 면적(A25) 만큼 최대화 시킬 수 있도록 좌측 2차 피스톤 대신에 플러그(225)를 장착하고 ; 출력 체크 밸브(342)를 삽입 할 수 있는 축 방향 유로 및 우 압력실(C13)과 연결될 수 있도록 방사형 유로(H21)를 낸 단동 우측 2차 피스톤(224)으로 구성된 단동식 1차 피스톤 조립체(240)를 구비하는 것을 특징으로 하는 단동식 선형 유체 펌프.
  8. 제 1항에 있어서, 좌행정 및 우행정 모두 유효 행정인 포트가 4개인 구조로 되어 있는 복동식 하우징 조립체(310, 320 또는 330) 대신에, 좌측 2차 입출력 포트(V38)을 작업 실린더 인출 포트 (V62)에 연결하고 우측 2차 입출력 포트(V39)를 작업 실린더 인입 포트(V61)에 연결하여 작업 실린더(600)가 요동 작업을 할 수 있게 하며 ; 좌측 2차 하우징 유로(H51) 및 우측 2차 하우징 유로(H52)를 1차 유체 출력 포트(V32)와 연결되게 하여 작업 실린더(600)의 공동화(cavitation)을 방지하게 한 구조를 가진 하우징 조립체(360)를 구비하는 것을 특징으로 하는 복동식 선형 유체 펌프.
KR1020160155475A 2016-11-22 2016-11-22 면적차에 의해 연속 작동되는 피스톤과 절환 밸브가 내장된 선형 유체 펌프 KR20180057162A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160155475A KR20180057162A (ko) 2016-11-22 2016-11-22 면적차에 의해 연속 작동되는 피스톤과 절환 밸브가 내장된 선형 유체 펌프

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160155475A KR20180057162A (ko) 2016-11-22 2016-11-22 면적차에 의해 연속 작동되는 피스톤과 절환 밸브가 내장된 선형 유체 펌프

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190060574A Division KR102027399B1 (ko) 2019-05-23 2019-05-23 면적차에 의해 연속 작동되는 피스톤과 절환 밸브가 내장된 선형 유체 펌프

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20180057162A true KR20180057162A (ko) 2018-05-30

Family

ID=62300566

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160155475A KR20180057162A (ko) 2016-11-22 2016-11-22 면적차에 의해 연속 작동되는 피스톤과 절환 밸브가 내장된 선형 유체 펌프

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20180057162A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102630478B1 (ko) * 2023-10-04 2024-01-29 하치규 고압 부스터 펌프 및 이를 이용한 패각 분리장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970002232B1 (ko) * 1988-07-08 1997-02-26 다이쇼 세이야꾸 가부시끼가이샤 N-치환 아미드 유도체
KR100435618B1 (ko) * 2001-11-21 2004-06-12 한국기계연구원 유압식 증압장치
KR101110812B1 (ko) * 2009-05-15 2012-02-24 한국기계연구원 증압기의 체결구조

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970002232B1 (ko) * 1988-07-08 1997-02-26 다이쇼 세이야꾸 가부시끼가이샤 N-치환 아미드 유도체
KR100435618B1 (ko) * 2001-11-21 2004-06-12 한국기계연구원 유압식 증압장치
KR101110812B1 (ko) * 2009-05-15 2012-02-24 한국기계연구원 증압기의 체결구조

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102630478B1 (ko) * 2023-10-04 2024-01-29 하치규 고압 부스터 펌프 및 이를 이용한 패각 분리장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3540349A (en) Fluid-operated continuously actuated reciprocating piston drive
US6895749B2 (en) Double-acting pressure intensifying cylinder and method for intensifying pressure in the cylinder
US3407601A (en) Air-hydraulic system and apparatus
KR101655420B1 (ko) 부스터펌프 장치 일체형 증압실린더
US9541074B2 (en) Air-driven pump system
US5170691A (en) Fluid pressure amplifier
KR20180101214A (ko) 복동 유압 증폭기
CN109268253B (zh) 一种可变增压比的往复泵
US2709420A (en) Hydraulic cylinders having by-pass valve means
KR20180057162A (ko) 면적차에 의해 연속 작동되는 피스톤과 절환 밸브가 내장된 선형 유체 펌프
US7955058B1 (en) Reciprocating piston to piston energy pump
US4620419A (en) Hydraulic cylinder with power-multiplication
JPH08226401A (ja) 流体作動装置
KR102027399B1 (ko) 면적차에 의해 연속 작동되는 피스톤과 절환 밸브가 내장된 선형 유체 펌프
CN209943015U (zh) 增压泵
KR102078513B1 (ko) 무전원 유체증압장치
KR20200003077A (ko) 증압장치 및 이를 구비한 실린더 장치
US5249502A (en) Double action, dual speed and force hydraulic actuators
US4209987A (en) Hydraulic screw press drive
US5353683A (en) Pneumatic transformer
US4846634A (en) Water to emulsion transformer
KR101501264B1 (ko) 주입 압력의 다단 가변형 왕복펌프
RU2206456C2 (ru) Гидравлический пресс
RU2084348C1 (ru) Гидравлический пресс
CN220748472U (zh) 流体流向切换阀及自动控制切换直行程往复动力装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
E90F Notification of reason for final refusal
E90F Notification of reason for final refusal
AMND Amendment
E801 Decision on dismissal of amendment